DD284324A5

DD284324A5 - Uebertragungsverfahren sowie empfaenger fuer ein uebertragungsverfahren

Info

Publication number: DD284324A5
Application number: DD89332532A
Authority: DD
Inventors: Heinz-Werner Keesen; Dietmar Hepper; Hartmut Peters
Original assignee: Deutsche Thomson-Brandt Gmbh,De
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1990-11-07
Also published as: DE3831103A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein UEbertragungsverfahren sowie einen Empfaenger fuer ein UEbertragungsverfahren fuer ein zeitlich und oertlich hochaufgeloestes Bildsignal. Ein solches Signal wird im Hinblick auf bandbegrenzte UEbertragungskanaele in zwei Signalkomponenten aufgeteilt, die ueber zwei getrennte Kanaele uebertragen werden. Die erste Signalkomponente stellt dabei ein Standard-TV-Signal und die zweite Komponente ein oertlich hochaufgeloestes Bildsignal dar. Als zweite Signalkomponente wird ein Signal mit der gleichen hohen oertlichen Aufloesung wie das Eingangssignal uebertragen. Die zeitliche Aufloesung wird verringert. Die Erfindung ist anwendbar fuer ein kompatibles Fernsehuebertragungssystem fuer ein HDTV-Signal.{zeitlich und oertlich hochaufgeloestes Bildsignal; bandbegrenzte UEbertragungskanaele; zwei Signalkomponenten; zwei getrennte Kanaele; kompatibles Fernsehuebertragungssystem; HDTV-Signal}

Description

Übertragungsverfahren sowie Empfänger für ein Übertragungsverfahren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Übertragungsverfahren für ein zeitlich und örtlich hochaufgelöstes Bild sowie einen Empfänger für das Übertragungsverfahren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Im Tagungsband des HDTV-Colloquiums 1987, Ottawa, vom 04.-08.10.1987 ist von William E. Glenn und Karen G. Glenn vom Hew York Institute of Technology unter "Improved HDTV with Compatible Transmission" auf den Seiten 4,5»1-4.5.12 ein Übertragungssystem vorgeschlagen worden, das sowohl den Empfang eines hochaufgelösten Fernsehsignals, im folgenden HDTV-Signal genannt, als auch den eines Standard-Fernsehsignals, im folgenden Standard-TV-Signal genannt, ermöglicht. Dazu wird ein von einer Quelle geliefertes HDTV-S'ignal mittels eines digitalen SignalProzessors durch eine zweidimensionale örtliche Filterung dahingehend aufgespalten, daß als Ergebnis ein Standard-TV-Signal und ein Signal, welches die hohen örtlichen Frequenzanteile des HDTV-Signals liefert, entsteht,

Diese beiden Signale werden getrennt über zwei separate bandbegrenzte Kanäle übertragen, wobei der eine Kanal das Standard-TV-Signal überträgt und der als Zusatzkanal fungierende zweite Kanal die hohen örtlichen Frequenzanteile des HDTV-Signals .

Auf der Smpfängerseite ist dann mittels eines Standard-TV-Smpfängers das Standard-TV-Signal zu empfangen.

Ein geeigneter HDTV-Empfänger ist durch, die Aus v/er tung der Signale beider Kanäle in der Lage, das von der Quelle gelieferte Bild zu rekonstruieren und widerzugeben.

Aus den Informationen des Zusatzkanals allein lüßt sich, kein örtlich hochaufgelöstes Bild rekonstruieren und wiedergeben.

Ziel der ISrfindung

Ziel der Erfindung ist es, Насhteile im Stand der Technik zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Übertragungsverfahren sowie einen Empfänger für das Übertragungsverfahren für ein hochaufgelöstes Fernsehsignal anzugeben, welche bei vorhandenen band begrenzten Übertragungskanälen auf der Empfängerseite die Rekonstruktion von Bildinformation auch bei -4npfang nur eines Kanals ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zweiter Übertragungskanal ein örtlich hochaufgelöstes, zeitlich niedrig aufgelöstes Bildsignal überträgt.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß der zweite Übertragungskanal höchstens jedes Bild 2n-1 des zeitlich und örtlich hochaufgelösten Bildsignals überträgt, und daß das Bildsignal des zweiten Übertragungskanals zur Datenreduktion codiert

und übertragen wird·

Ein anderes Kerkmal ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Information über die Codierungsart übertragen wird sowie· ein Bewegungsvektor ermittelt und übertragen wird.

Ss ist vorteilhaft, daß eine Zusatzinformation im zweiten Übertragungskanal übertragen wird, die eine Information über den ersten Übertragungskanal enthält.

Ein Empfänger für ein Übertragungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen Transcoder mit einem Deinterlacer enthält, der zur Erhöhung des Bildformats eines Standard-TV-Signals durch teilbildabhängige Zeilenübernahme und Interpolation ein Bild ohne Zeilensprung erzeugt.

Nach einer anderen Ausführungsform enthält der Transcoder ein vertikales Transcoderfilter und/oder ein horizontales Transcoderfilter zur Abtastratenwandlung. Außerdem enthält der Empfänger einen HD-Decoder, der die empfangenen Signale dekodiert, eine Blockrekonstruktion entsprechend der empfangenen Codierungsart durchführt und die Information über Bewegungsvektoren einer Bildregenerationsschaltung zuführt.

Wach einer weiteren Ausführungsform erzeugt die Bildregenerationsschaltung mittels decodierter Codermodusinformation und/oder Daten der Bewegungsvektoren ein Bildsignal mit erhöhter Bildfolgefrequenz.

Zur Erzeugung eines Bildes 2n wird blockweise das um den halben Bewegungsvektor verschobene Bild 2n-1 oder 2n+1 eingesetzt.

Zur Erzeugung eines Bildes 2n werden die um den halben Bewegungsvektor entgegengesetzt verschobenen Bilder 2n-1 und 2n+1 bildpunktweise interpoliert.

Nach einer anderen Ausführungsform wird zur Erzeugung eines Bildes 2n bei einer Intraframecodierung eines Blockes der Bilder 2n-1 oder 2n+1 eine punktweise Mittelung des Blockes des 3ildes 2n-1 mit dem ent sprechend, en örtlichen Зіоск des 3ildes 2n+1 durchgeführt.

Der Empfänger ist v/eiter dadurch gekennzeichnet, daß darin ein örtlich- zeitliches Filter enthalten ist und daß das örtlich- zeitliche Filter einen Summierer enthält, dessen üin- β'άϊΐββ mit den Ausgängen der Bildregenerationsschaltung und des Transcoders verbunden sind. Das Ausgangssignal des Summierers wird einer Gewichtungsschaltung zugeführt. Darüber hinaus ist ein Lultiplizierer mit den Ausgangssignalen des Transcoders und einer Gewichtungsschaltung und ein Multiplizierer mit den Ausgangssignalen des HD-Decoders und der Gewichtungsschaltung verbunden. Die Ausgänge der Lultiplizierer sind über einen Addierer verbunden.

Ein anderes kerkmal des Empfängers besteht darin, daß zur Vermeidung von Bewegungsdefekten sowie zur Übernahme der örtlichen Auflösung des HDTV-Signals bildpunktweise die absoluten Grauwertdifferenzen des Bildes 2n blockweise über ein Fenster aufsummiert werden und daraus der Gewichtungsfaktor (a) eines jeden Bildpunktes des Bildes 2n ermittelt wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird das aus dem Standard-TV-Signal erzeugte Bild ohne Zeilensprung mit dem Gewichtungsfaktor (a) bildpunktweise und das Bild 2n mit 1-Gewichtungs-

faktor (1-a) bildpunktweise multipliziert.

Ss ist vorteilhaft, daß der Gewichtungsfaktor (a) = 1 ist, wenn die gewichtete Summe der absoluten Grauwertdifferenzen oberhalb einer Schwelle liegt.

Unterhalb dieser Schwelle steigt der Gewichtungsfaktor (a) proportional zur gewichteten Summe der absoluten Grauwertdifferenzen an.

Gemäß einer anderen Ausführungsform werden zur Ermittlung des Gewichtungsfaktors (a) zusätzliche Daten aus dem HD-Decoder herausgezogen, insbesondere über den Übertragungsmodus, den Quantisierungsstatus und/oder Bewegungsinformation.

Erfindungsgemäß ist für die Zusatzinformation eine Auswerteschaltung vorhanden, die bei Smpfang des zweiten Übertragungskanals den ersten Übertragungskanal automatisch zuschaltet

Der ünpfanger enthält zwei Empfangseinrichtungen.

Auf der Senderseite wird ein HDTV-Signal mit hoher örtlicher und zeitlicher Auflösung in zwei Signale aufgespaltene Das erste Signal weist eine geringe örtliche, aber hohe zeitliche Auflösung auf und kann durch entsprechende Codierung in ein Standard-TV-Signal, z. B. PAL, Secam, UTSC oder D2-KAC oder digital mit oder ohne Datenreduktion, umgesetzt und über einen ersten bandbegrenzten Kanal übertragen werden.

Das zweite Signal weist eine hohe örtliche, aber geringe zeitliche Auflösung auf. Dies kann z. B, durch Auslassen von

Bildern, vorzugsweise jedes zweiten Bildes, erreicht werden. Durch einen entsprechenden Coder kann es z. B. in ein HD-MAC-Signal umgesetzt oder auch direkt digital mit oder ohne Datenreduktion über einen zweiten bandbegrenzten Kanal übertragen werden.

Lit Hilfe des ersten Kanals ist auf der Empfängerseite ein vollständiges örtlich nieder- und zeitlich hochaufgelb'stes Bildsignal empfangbar.

Über den zweiten Kanal ist gegenüber dem Stand der Technik ein vollständiges zeitlich nieder- und örtlich hochaufgelöstes Bildsignal empfangbar, aus welchem durch geeignete Decodierung und Maßnahmen zur Bildregeneration ein adäquates örtlich hochaufgelöstes Bildsignal, im folgenden HD-Signal genannt, rekonstruierbar ist.

Die Regeneratxonsmaßnahmen dienen dazu, die durch die empfängerseitig durch Weglassen von Bildern, insbesondere bei bewegten Sequenzen, verlorengegangene Information weitgehend st zu rekonstruieren»

Um ein vollständiges HDTV-Signal zu regenerieren, sind empfängerseitig beide Kanäle auszuwerten. Dazu wird insbesondere bei Bewegungsdefekten bei der Rekonstruktion des HD-Bildes die zeitlich hochaufgelöste Bildinformation des ersten Kanals herangezogen.

Dem Signal des zweiten Kanals wird eine Information über den korrespondierenden ersten Kanal hinzugefügt. Diese Information kann bei Empfang des zweiten Kanals vom Empfänger dahingehend ausgewertet werden, daß dieser durch eine entspre-

chende Auswertschaltung den ümpfang des ersten Kanals automatisch ermöglicht.

Vorteilhaft ergibt sich somit bei dem erfindungsgeraäßen Übertragungsverfahren die Einführung eines zu den herkömmlichen Übertragungsverfahren kompatiblen HDTV-Übertragungsverfahren, wobei der erste Kanal ein Bildsignal mit einer dem heutigen Fernsehstandard entsprechenden Auflösung bereitstellt und der zv/eite Kanal ein vollständiges Bildsignal hoher örtlicher Auflösung liefert.

Ausführungsbeispiele

Sin Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert

Ss zeigen:

Pig. 1: 2-Kanal-HDTV-Übertragungssystem;

Fig. 2: einen Transcoder im Sender (Encoder);

Pig. 3: einen Transcoder im Empfänger (Decoder);

Fig. 4: einen HD-Encoder (im Sender);

Fig. 5: einen HD-Decoder (im Empfänger);

Fig. 6: einen Bildregenerator;

Pig. 7: ein Beispiel der Punktionsweise eines Bildregenerators ;

Pig. 8: ein örtlich-zeitliches Filter.

Fig. 1 zeigt ein 2-Kanal-HDTV-Übertragungssystem. Ein von

einer Quelle erzeugtes HDTV-Signal wird einer ersten Übertragungsstrecke, bestehend aus einem Transcoder 1, einem TV-Encoder 2, einem TV-Decoder 3 und einem Transcoder 4, und einer zweiten Übertragungsstrecke, bestehend aus einer Bildunterdrückungsschaltung 5, einem HD-Encoder 6, einem HD-Decoder 7 und einer Bildregenerationsschaltung 8, zugeführt.

Der Transcoder 1 der ersten Übertragungsstrecke reduziert durch entsprechende Filterung die horizontale Auflösung des Bildes um 2:1 und die vertikale Auflösung um 3i2. Zudem wird das ohne Zeilensprung vorliegende HDTV-Signal in ein mit Zsilensprung behaftetes Signal umgesetzt, wobei die zeitlicne Auflösung erhalten bleibt. Das Ausgangssignal des Transcoders 1 wird dem TV-Encoder 2 zugeführt, der ein Standard TV-Signal erzeugt, z· B. in PAL, Secam, NTSC oder D2-MAC, und dessen Ausgang mit einem ersten Übertragungskanal verbunden ist. Soll das Ausgangssignal des Transcoders jedoch z. B. auf einem digitalen Recorder gespeichert werden, wird es entweder direkt oder über eine Datenreduktionseinrichtung auf den ersten Übertragungs-, d.h. Aufzeichnungskanal gegeben.

Im Empfänger des ersten Übertragungskanals wird das ankommende Standard-TV-Signal im TV-Decoder 3 decodiert. Am Ausgang des TV-Decoders 3 ist dann das Standard-TV-Signal wiedergebbar.

Das HDTV-Signal, das der zweiten Übertragungsstrecke zugeführt wird, wird zur Anpassung an einen band begrenzten zweiten Übertragungskanal einer Auslassung von Bildern unterzogen, kit Hilfe der Bildunterdrückungsschaltung 5 wird z.B. nur jedes zweite Bild übertragen. Vorstellbar ist bei Signalen mit statischem Bildinhalt die Unterdrückung von mehr als

nur jedem zweiten Bild, so daß die dann frei werdende Kanalkapazität für die Codierung und Übertragung der übrigen Bilder zur Verfügung steht. Das Ausgangssignal der Bildunterdrückungsschaltung 5 gelangt über den HD-Encoder 6 auf einen zweiten Übertragungskanal. Der HD-Encoder erzeugt entweder ein analoges Signal, z. B. HD-KAG, oder ein digitales Signal, das direkt oder nach Datenreduktion über den Kanal übertragen wird.

Im Empfänger des zweiten Übertragungskanals wird das ankommende Signal dem HD-Decoder 7 zugeführt. Der Ausgang des HD-Decoders 7 ist mit der Bildregenerationsschaltung 8 verbunden, die unter Ausnutzung einer BewegungsSchätzung mittels Blockvergleich eine Rekonstruktion der empfängerseitig ausgelassenen Bilder durchführt. Am Ausgang der bilcregenerationsschaltung 8 ist dann ein HD-Signal mit hoher örtlicher Auflösung und einer Bildfolgefrequenz von z. B. 50 Hz wiedergebbar, jedoch mit möglichen Fehlern im Bereich bewegter Bild Inhalte.

Um diese Fehler im Bereich bewegter Bildteile zu minimieren und somit die hohe zeitliche Auflösung des Eingangs-HDTV-Signals zu erzielen, wird mittels des Transcoders 4 aus dem Standard-TV-Signal eine Invertierung der Abtastratenwandlung des Transcoders 1 vorgenommen. Beide Signale, das des Transcoders 4 und das der 3ildregenerationsschaltung 8, werden einem Kombinationsfilter 9 zugeführt, das durch geeignete Y/ichtung ein HDTV-Aus gangs signal hoher zeitlicher und örtlicher Auflösung liefert.

Fig. 2 beschreibt den Transcoder 1 im Sender. Das eingehende HDTV-Signal wird einem horizontalen Transcoderfilter 9 zu-

geführt, das durch geeignete Filterung die horizontale Abtastrate um 2:1 senkte Ein grundlegendes Verfahren hierfür wird in Pirsch, ?.j Bierling, K,: "Changing the sampling Rate of Video Signals by Rational Factors", Proc, EUSIPCO ^f83, Signal Processing II: Theories and Applications, EURASIP 1983, So 171-174 beschrieben. Danach durchläuft das Signal ein vertikales Transcoderfilter 10, das die vertikale Abtastrate um 3:2 senkt. Das Ausgangssignal durchläuft anschließend einen Vertikaltiefpaß, gefolgt von einem Interlacer 11, der eine teilbildabhängige vertikale Unterabtastung von 2:1 zur Erzeugung eines Bildsignals mit Zeilensprung durchführt.

Weist das HDTV-Signal am Eingang des Transcoders 1 z_o B. 1440* 864 aktive Bildpunkte pro Bild mit einer Bildwiederholfrequenz von 50 Hz und progressiver Abtastung von 1 :1 auf, so wird das Bildformat in folgenden Stufen reduziert«

1. 720 * 864, 50 Hz, 1 :1

2. 720 * 576, 50 Hz, 1 :1

3. 720 * 576, 50 Hz, 2:1

Fig. 3 zeigt den Transcoder 4 im Empfänger. Das ankommende Standard-TV-Signal, in Form digitaler Abtastwerte vorliegend, wird einem Deinterlacer 12 zugeführt, der durch teilbildabhängige Zeilenübernahme und Interpolation der Zwischenzeilen aus einem Bildsignal im Format 720 * 576, 50 Hz, 2:1 ein Bildsignal im Format 720 * 576, 50 Hz, 1 :1 erzeugt, Dieses Signal wird einem vertikalen Transcoderfilter 13 zugeführt, das durch vertikale Abtastratenwandlung um 2:3 ein Signal im Format 720 * 864, 50 Hz, 1:1 regeneriert. Kittels eines nachfolgenden horizontalen Transcoderfilters 14 mit einer horizontalen Abtastratenwandlung von 1:£ entsteht ein

dem HDTV-Eingangssignal in seinem Format vergleichbares Signal mit 1440 * 864, 50 Hz, 1:1.

Pig» 4 zeigt den HD-Encoder 6. Das die Bildunterdrückungsschaltung 5 durchlaufende HDTV-Eingangssignal wird sowohl einer Kodusauswahlschaltung 23 als auch einer Blocksuchschaltung 31 zugeführte

In der Modusauswahlschaltung 23 wird durch Vergleich des Eingangssignals mit dem Ausgangssignal der Blocksuchschaltung 31 für die Codierung des Eingangssignals entweder ein Inter- oder ein Intraframe-Kodus ausgewählt. Die Codierung geschieht z.B. einheitlich für einen 8*8 Bildpunkte beinhaltenden Block. Sind z» B. die Abweichungen des aktuellen BiM-es zum vorherigen Bild groß, dann wird eine Intraframecodierung durchgeführt. Im anderen Fall wird zwecks Datenreduktion eine Interframecodierung angewandt. Im Interframe-Lodus wird das Bildsignal entlang ermittelter Bewegungsvektoren vorhergesagt und das Differenzsignal zwischen Original- und Vorhersagesignal weitergeleitet. Im Intraframe-Kodus wird das Eingangssignal selbst weitergeleitet. Die Blocksuchschaltung ermittelt für jeden aktuellen Block einen Bewegungsvektor. Die Bewegungsvektor kann z. B. aus der minimalen Summe der Absolutwerte der Differenzen, der minimalen Summe der Wechselenergie oder minimaler Varianz ermittelt werden.

Anschließend an die Modusauswahlschaltung ü3 wird das Signal einem diskreten Cosinustransformator 24 zugeführt. Dessen Ausgangssignal wird in einem Sortierer (Scanner ) 25 sortiert und anschließend einer Wichtungsschaltung 26 und einem Quantisierer 27 zugeführt. Das Ausgangssignal des Quantisierers 27 wird sowohl einem Coder 28 als auch zur Rekonstruktion

des Bildsignals über eine Schaltung zur inversen Wichtung 36, einem inversen Abtaster 35 und einem inversen diskreten Cosinustransformator 34 einer Blockrekonstruktionsschaltung 33 zugeführt, deren Ausgang mit einem Bildspeicher 32 verbunden ist.

Der Coder 28 erhält als Eingangssignal quantisierte gewichtete Transformationskoeffizienten in durch die Abtastung bestimmter Reihenfolge. Sr führt zur Datenreduktion eine Codierung mit variabler Wortlänge durch und stellt als Ausgangssignal codierte Koeffizienten und Adressen bereit. Dies wird einem Videomultiplexer und Pufferspeicher 29 zugeführt_o

Die in dem Bildspeicher 32 gespeicherten Daten sind Daten des vorangegangenen Bild es _β Sie v/erden benötigt, um für einen aktuellen Block eine Bewegungsinformation zu ermitteln. Dazu wird ein z. B. 8 * 8 Bildpunkte umfassender Block des aktuellen Bildes in einem z. 3. 16 * 16 Bildpunkte umfassenden Suchbereich des vorangehenden Bildes mit Hilfe des sogenannten Blockmatchings in seiner Lage innerhalb des 16 * 16 Blokkes variiert, bis eine Stellung des aktuellen Blockes in dem vorangegangenen Block gefunden ist, bei der die geringsten Abweichungen festgestellt werden« Aus dieser sich ergebenden Lage wird ein Vektor ermittelt, der der Kodusauswahlschaltung 23 und einem Coder 30 zugeführt wird. Dieser Coder ЗО führt ebenfalls eine Codierung mit variabler Wortlänge durch und gibt den codierten Bewegungsvektor zur Zwischenspeicherung "neben den entsprechenden Signaldaten an den 'Videomultiplexer und Pufferspeicher 29 weiter. Zur Steuerung der Quantisierung ist der Pufferspeicher 29 mit dem Quant isierer 27 verbunden.

Das Ergebnis der InOd us auswahl wird dem Videomultiplexer und Pufferspeicher 29 und zur richtigen Blockrekonstruktion der 31ockrekonstruktionsschaltung 33 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Pufferspeichers 29 wird mit konstanter Datenrate dem zweiten Übertragungskanal zugeführt»

Fig. 5 zeigt den HD-Decoder 7 mit einem Pufferspeicher und Videodemultiplexer 15» Je ein Ausgang des Pufferspeichers führt auf einen Decoder 16 bzw. 21. Ein Ausgang des Decoders 16 führt über eine inverse Wichtung 17» einen inversen Abtaster 18 und einen inversen diskreten Cosinustransformator 19 auf eine Blockrekonstruktionsschaltung 20. Der Ausgang der Blockrekonstruktionsschaltung 20 führt auf die Bildregenerationsschaltung 8 sowie zu einem Bild- oder Blockspeicher 22. Der Ausgang des Decoders 21 mit den decodierten Bewegungsvektoren führt ebenfalls auf einen weiteren Eingang des BiIdod er Blockspeicxiers 22.

Im Decoder 16 werden die Adressen und Koeffizienten wieder in ihre ursprüngliche Porm decodiert. Gleiches führt der Decoder 21 für die Bewegungsvektoren durch.

Vom Pufferspeicher 15 führt eine Informationsleitung 54 zur Blockrekonstruktionsschaltung 20 mit der Information, ob der Block im Inter- oder im Intraframe-Modus codiert wurde. Sine weitere Leitung 56 führt vom Pufferspeicher 15 zum Decoder 16, die Pufferstand- und Information über den Quantisiererstatus übertragen.

Pig. 6 gibt die Bildregenerationsschaltung 8 wieder. Das Ausgangssignal des HD-Decoders 7 wird einem Bildspeicher 38 zu-

geführt. Ein Ausgang des Bildspeichers 38 führt zu einer Bildinterpolationsschaltung 37, ein weiterer Ausgang zu einem Bildspeicher 39 und einem Multiplexer 40„

Weitere Eingänge der Bildinterpolationsschaltung 37 führen weitere Daten aus dem HD-Decoder 7, z. B. die Bewegungsvektoren 53 und die Codermodusinformation 54» also Information über Inter- bzw. Intraframecodierung. Ein Ausgang der Bildinterpolationsschaltung 37 führt auf den Lultiplexer 40» Am Ausgang des Lultiplexers 40 ist ein HD-Signal mit 1440 * 864 Bildpunkten, 50 Hz, 1:1 abgreifbar, im folgenden HDTV-TV-Signal genannt.

Die Funktionsweise des Bildregenerators 8, Pig. 6 ist in Fig· 7 anhand eines eindimensionalen Beispiels veranschaulicht.

Jedes vom HD-Decoder ausgegebene Bild 2n+1 wird im Bildspeicher 38 des Bildregenerators gespeichert, das vorher übertragene Bild 2n-1 wird im Bildspeicher 39 gehalten. Das dazwischenliegende Bild 2n wurde sendeseitig von der Bildunterdrückungsschaltung 5 ausgelassen.

Bild 7 zeigt die Signale an der Bildinterpolationsschaltung 37· Ein Eingang führt das Ausgangssignal 46 des Bildspeichers 39 mit der Bildinformation 49 und 50. Der zweite Eingang führt das Ausgangssignal 48 des Bildspeichers 38. Das Ausgangssignal -47 mit der Bildinformation 51 wird dem Multiplexer 40 zugeführt.

Wurde Block 52 des gerade bearbeiteten Bildes im Intraframe-Kodus über den Kanal übertragen, so wird Block 51 des Zwi-

schenbildes 2n aus dem Bild 2n-1 und dem Bild 2n+1 direkt auf Blockbasis durch punktweise Mittelung der Bildinhalte ermittelt. Dies ist in Fig. 7 nicht dargestellt.

Liegt hingegen eine Interframecodierung vor, so ist der 3ewegungsvektor 53 des Blockes 52 aus dem HD-Decoder bekannt. Für Block 51 des zu interpolierenden Bildes wird der um den halben Bewegungsvektor 54 versetzte Block 50 des Bildes 2n-1 (46) übernommen.

Weiterhin kann das Bild 2n durch bildpunktweise Interpolation der um den halben Bewegungsvektor entgegengesetzt verschobenen Bilder 2n-1 und 2n+1 erzeugt werden.

Mg. 8 zeigt das örtlich-zeitliche Filter 9. Das durch den Transcoder 4 erzeugte zeitlich hochaufgelöste, örtlich interpolierte und somit vom Format dem HDTV-Bild entsprechende TV-Bild wird einem Summierer 41 zugeführt. Das Ausgangssignal der Bildregenerationssсhaltung 8 wird ebenfalls dem Summierer 41 zugeführt. Der Summierer 41 ermittelt über ein punktweise über ein η * η-Fenster die Summe der absoluten Grauwert-Differenzen der beiden unterschiedlich regenerierten Bildsignale. Die Summe bildet einen Wert Z je Fenstergröße Ώ. * n.

Aus dem Wert Z werden in der Schaltung 43 Faktoren zur Gewichtung der TV- und HD-Bildsignale ermittelt. So wird das TV-Signal in einem Multiplizierer 42 mit a, das HD-Signal in einem ILuItiplizierer 44 mit 1-a multipliziert. In Abhängigkeit vom Viert Z kann der Wichtungsfaktor a einen Wert zwischen 0 und 1 annehmen.

Ist der Wert Z groß, d. h. ist es im Bildregenerator 8, Fig. 6, durch große Bewegungen zu fehlerhaften Interpolations-

ergebnissen gekommen, so wird der Faktor a = 1 und somit die Bildinformation des TV-Signals übernommen. Ist der Wert Z hingegen sehr klein, do h., liegt z, B. statischer Bildinhalt vor, so v/erden die Daten vom HD-Signal übernommen, da dieses von der Quelle bis zur Senke die originale Örtlich hohe Auflösung repräsentiert о

Die luultiplikationsergebnisse der Lultiplizierer werden einem Summierer 45 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem Ursprungs-HDTV-Signal entspricht.

Die im zweiten Übertragungskanal übertragenen HD-Bilder werden direkt auf den Ausgang des Kombinationsfilters 9 gegeben, entsprechend a=0 für das gesamte Bild.

Das Bildregenerationsverfahren wird durch empfängerseitige Auswertung beider Kanäle durchgeführt. Dazu werden die durch die voranstehenden Bildregenerationsverfahren erzeugten Bilder wie folgt kombiniert. Die Differenzen zwischen dem durch Transcodierung erzeugten zeitlich hochaufgelösten, örtlich interpolierten HDTV-TV-Signal, welches im Format dem HDTV-Bild entspricht, und dem durch Bildinterpolation erzeugten HDTV-HD-Bild werden Punkt für Punkt berechnet» Es werden punktweise über ein n#n-Fenster die Summe der absoluten Grauwert-Differenzen der beiden unterschiedlich regenerierten Bildsignale ermittelt und gewichtet. Durch die Wichtung wird ein Paktor a im Bereich von 0 bis 1 ermittelt. Die HDTV-TV- und HDTV-HD-Bildsignale werden wie folgt mit dem Gewichtungsfaktor a verknüpft: Das HDTV-TV-Signal wird mit dem Paktor a, das HDTV-HD-Signal mit dem Paktor 1-a multipliziert.

Ist es bei der Bildregeneration des HDTV-HD-Signals infolge

großer Bewegungen zu fehlerhaften Interpolationsergebnissen gekommen, so wird der Paktor a = 1 und somit die Bild information des HDTV-TV-Signals übernommen. Ist der Wert hingegen sehr klein, d. h., liegt z. 3. statischer Bildinhalt vor, so werden die Daten vom HDTV-HD-Signal übernommen, da dieses von der Quelle bis zur Senke die originale örtlich hohe Auflösung repräsentiert.

Erfindungsgemäß wird der Gev/ichtungsfaktor a zu 1 gesetzt, wenn die gewichtete Summe der absoluten Grauwerte einen Schwellwert überschreiten, der kleiner 1 ist. 3is zu diesem Schwellv/ert steigt der Wert des Gewichtungsfaktors proportional von 0 auf 1 an.

Zusätzlich läßt sich die gewichtete Addition der beiden Kanäle durch ausgewertete HD-Decoderinformation, d.h. Information über den Übertragungsmodus, den Quantisierun^sstatus oder die Bewegung des Blocks, verbessern.

Claims

Pat entansprüche

1. Übertragungsverfahren für ein zeitlich und örtlich hochaufgelöstes Bildsignal großer Bandbreite zur Übertragung über zv/ei Übertragungskanäle geringerer Bandbreite, wobei ein erster Übertragungskanal Bildsignale einer ersten ITorm geringer örtlicher Auflösung überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Übertragungskanel ein örtlich hochaufgelöstes, zeitlich niedrig aufgelöstes Bildsignal überträgt.

2. Übertragungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Übertragungskanal höchstens jedes Bild 2n-1 des zeitlich und örtlich hochaufgelösten Bildsignals überträgt.

3. Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsignal des zweiten Übertragungskanals zur Datenreduktion codiert und übertragen wird.

4. Übertragungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Information über die Codierungsart übertragen wird sowie ein Bewegungsvektor ermittelt und übertragen wird.

5. Übertragungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzinformation im zweiten Übertragungskanal übertragen wird, die eine Information über den ersten Übertragungskanal enthält.

6» jümpf anger für ein Übertragungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen Transcoder (4) mit einem

Deinterlacer (12) enthält, der zur Erhöhung des Bildformats eines Standard-TV-Signals durch teilbildabhängige Zeilenübernahme und Interpolation ein Bild ohne Zeilensprung erzeugt.

7. Empfänger nach Anspruch 6, dadurcn gekennzeichnet, daß der Transcoder (4) ein vertikales i'ranscoderfilter (13) und/oder ein horizontales Transcoderfilter (14) zur Abtastratenwandlung enthält.

8. Empfänger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen HD-Decoder (7) enthält, der die empfangenen Signale dekodiert, eine Blockrekonstruktion durchführt entsprechend.der empfangenen Codierungsart und die Information über Bewegungsvektoren einer Bildregenerationsschaltung. (8j 37) zuführt.

9. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildregenerationsschaltung (8; 37) mittels decodierter Codermodusinformation (54) und/oder Daten der Bewegungsvektoren (53) ein Bildsignal mit erhöhter Bildfolgefrequenz erzeugt.

10. Empfänger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Bildes 2n blockweise das um den halben Bewegungsvektor verschobene Bild 2n-1 oder 2n+1 eingesetzt ward.

11. Empfänger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Bildes 2n die um den halben Bewegungsvektor entgegengesetzt verschobenen Bilder 2n-1 und 2n+1 bildpunktweise interpoliert werden.

12. Empfänger nacn Anspruch 9,. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Bildes 2n bei einer Intraframecodierung eines Blockes der Bilder 2n-1 oder 2n+1 eine punktweise Mittelung des Blockes des Bildes 2n-1 mit dem entsprechenden örtlichen Block des Bildes 2n+1 durchgeführt wird .

13. Smpfänger nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger ein örtlich- zeitliches PiI-ter (9) enthält, daß das örtlich- zeitliche filter (9) einen Summierer (41) enthält, dessen Eingänge mit den Ausgängen der Bildregenerationsschaltung (8) und des Transсoders (4) verbunden sind, daß das Ausgangssignal (Z) des Summierers (41) einer Gewichtungsschaltung (43) zugeführt wird, daß ein Multiplizierer (42) mit den Ausgangs Signalen des TranscOders (4) und der Gewichtungsschaltung (43) und ein Multiplizierer (44) mit den ausgangssignalen des HD-Decoders (7) und der Gewichtungsschaltung (43) verbunden ist, und die Ausgänge der Iultiplizierer (42; 44) über einen Addierer (45) verbunden sind .

14. Empfänger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Bewegungsdefekten sowie zur Übernahme der örtlichen Auflösung des HDTV-Signals bildpunktweise die absoluten Grauwertdifferenzen des Bildes 2n blockweise über ein Fenster aufsummiert werden und daraus der Gewichtungsfaktor (a) eines jeden Bildpunktes des Bildes 2n ermittelt wird.

15. Empfänger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Standard-TV-Signal erzeugte Bild ohne Zeilen-

-A-

sprung mit dem Gewichtungsfaktor (a) bildpunktweise und das Bild 2n mit 1-Gewichtungsfaktor (1-a) bildpunktweise multipliziert wird.

16. Empfänger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewicht ungsfaktor (a) = 1 ist, wenn die gewichtete Summe der absoluten Grauwertdifferenzen oberhalb einer Schwelle liegt.

17· Empfänger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb dieser Schwelle der Gewichtungsfaktor (a) proportional zur gewichteten Summe der absoluten Grauwertdifferenzen ansteigt.

18. Empfänger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Gewichtungsfaktors (a) zusätzliche Daten aus dem HD-Decoder (7) herausgezogen werden, insbesondere über den Übertragungsmodus, den Quantisierungsstatus und/oder Bewegungsinformation.

19· Empfänger nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteschaltung für die Zusatzinformation vorhanden ist, die bei Empfang des zweiten Ubertragungskanals den ersten Übertragungskanal automatisch zuschaltet.

20. Empfänger nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger zwei Empfangseinrichtungen enthalt»

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